《动力学和热力学各模型特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动力学和热力学各模型特点（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动力学和热力学各模型特点第一篇：动力学和热力学各模型特点V准一级模型基于假定吸附受扩散步骤控制；V准二级动力学模型假设吸附速率由吸附剂表面未被占有的吸附空 位数目的平方值决定，吸附过程受化学吸附机理的控制，这种化学吸 附涉及到吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移； V 粒子内扩散 模型中，qt与t1/2进行线性拟合，如果直线通过原点，说明颗粒内扩 散是控制吸附过程的限速步骤；如果不通过原点，吸附过程受其它吸 附阶段的共同控制；该模型能够描述大多数吸附过程，但是，由于吸 附初期和末期物质传递的差异，试验结果往往不能完全符合拟合直线 通过原点的理想情况。粒子内扩散模型最适合描述物质在颗粒内部扩
2、散过程的动力学，而对于颗粒表面、液体膜内扩散的过程往往不适合V Elovich 方程为一经验式，描述的是包括一系列反应机制的过程， 如溶质在溶液体相或界面处的扩散、表面的活化与去活化作用等，它 非常适用于反应过程中活化能变化较大的过程，如土壤和沉积物界面 上的过程。此外，Elovich方程还能够揭示其他动力学方程所忽视的数 据的不规则性。v Elovich和双常数模型适合于复非均相的扩散过程。Lan gmuir模型假定吸附剂表面均匀，吸附质之间没有相互作用， 吸附是单层吸附，即吸附只发生在吸附剂的外表面。 Qm 为饱和吸附 量，表示单位吸附剂表面，全部铺满单分子层吸附剂时的吸附量；该 模型的假
3、设对实验条件的变化比较敏感，一旦条件发生变化，模型参 数则要作相应的改变，因此该模型只能适用于单分子层化学吸附的情 况。Langmuir等温吸附模型作为第一个对吸附机理做了生动形象描述 的模型，为以后其他吸附模型的建立起到了奠基作用。V Freundlich 吸附方程既可以应用于单层吸附，也可以应用于不 均匀表面的吸附情况。Freundlich吸附方程作为一个不均匀表面的经 验吸附等温式，既能很好的描述不均匀表面的吸附机理，更适用于低 浓度的吸附情况，它能够在更广的浓度范围内很好地解释实验结果。 但是，Freundlich吸附方程的缺点则是不能得出一个最大吸附量，无 法估算在参数的浓度范围以外
4、的吸附作用。由于Freundlich等温吸附 方程受低浓度的限制，而 Langmuir 等温吸附方程则受高浓度的限制。 Redlich-Peterson等温吸附方程则是综合Fre un dlich等温吸附方程和 Langmuir等温吸附方程而提出的较合理的经验方程。A是一个与吸附 量有关的常数，B也是一个与吸附能力有关的经验常数，指数g为介 于0和1之间的经验常数。避免了吸附过程受浓度限制的影响。Langmuir 方程适用于均匀表面的吸附，而 Freundlich 方程和 Temkin 方程适用于不均匀表面的吸附 第二篇：动力学和热力学各模型特点动力学和热力学各模型特点 准一级模型基于假定吸附
5、受扩散步骤控制； 准二级动力学模型假设吸附速率由吸附剂表面未被占有的吸附空 位数目的平方值决定，吸附过程受化学吸附机理的控制，这种化学吸 附涉及到吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移；粒子内扩散模型中，qt与t1/2进行线性拟合，如果直线通过原点， 说明颗粒内扩散是控制吸附过程的限速步骤；如果不通过原点，吸附 过程受其它吸附阶段的共同控制；该模型能够描述大多数吸附过程， 但是，由于吸附初期和末期物质传递的差异，试验结果往往不能完全 符合拟合直线通过原点的理想情况。粒子内扩散模型最适合描述物质 在颗粒内部扩散过程的动力学，而对于颗粒表面、液体膜内扩散的过 程往往不适合Elovich 方程为一经
6、验式，描述的是包括一系列反应机制的过程， 如溶质在溶液体相或界面处的扩散、表面的活化与去活化作用等，它 非常适用于反应过程中活化能变化较大的过程，如土壤和沉积物界面 上的过程。此外，Elovich方程还能够揭示其他动力学方程所忽视的数 据的不规则性。Elovich 和双常数模型适合于复非均相的扩散过程。Lan gmuir模型假定吸附剂表面均匀，吸附质之间没有相互作用， 吸附是单层吸附，即吸附只发生在吸附剂的外表面。 Qm 为饱和吸附 量，表示单位吸附剂表面，全部铺满单分子层吸附剂时的吸附量；该 模型的假设对实验条件的变化比较敏感，一旦条件发生变化，模型参 数则要作相应的改变，因此该模型只能适用
7、于单分子层化学吸附的情 况。Langmuir等温吸附模型作为第一个对吸附机理做了生动形象描述 的模型，为以后其他吸附模型的建立起到了奠基作用。Freundlich 吸附方程既可以应用于单层吸附，也可以应用于不均 匀表面的吸附情况。Freundlich吸附方程作为一个不均匀表面的经验 吸附等温式，既能很好的描述不均匀表面的吸附机理，更适用于低浓 度的吸附情况，它能够在更广的浓度范围内很好地解释实验结果。但 是，Freundlich吸附方程的缺点则是不能得出一个最大吸附量，无法 估算在参数的浓度范围以外的吸附作用。由于Freundlich等温吸附方 程受低浓度的限制，而 Langmuir 等温吸附
8、方程则受高浓度的限制。 Redlich-Peterson等温吸附方程则是综合Fre un dlich等温吸附方程和 Langmuir等温吸附方程而提出的较合理的经验方程。A是一个与吸附 量有关的常数，B也是一个与吸附能力有关的经验常数，指数g为介 于0和1之间的经验常数。避免了吸附过程受浓度限制的影响。Langmuir 方程适用于均匀表面的吸附，而 Freundlich 方程和 Temkin方程适用于不均匀表面的吸附第三篇：材料热力学与动力学材料热力学与动力学参考书目：1. Peter Atkins , Julio de Paula.Oxford UniversityPress2002.2.W
9、illiamF.Smith 2006.3.WilliamD.Callister2009.XI.Cp 为什么是个常数？（材料 结构、德拜公式、量子力学）注：此题老师不止两次提到，有可能是考题哦 练习题1 1.How to get microstructure picture and how to understand them.1）扫描电子显微镜（SEM ），通过细聚焦电子束 在样品表面扫描激发出的各种物理信号来调制成像的显微分析技术。应用：形貌分析（显微组织、断口形貌、三维立体形态）2 ）透射电子显微镜（TEM）,是采用透过薄膜样品的电子束成像 来显示样品内部组织形态与结构。应用：形貌分析（显
10、微组织和晶体缺陷）3 ） X射线衍射（XRD）,利用X射线在晶体中的衍射现象来分析 材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、不同结构相的含 量及内应力的方法。应用：点阵常数的测定、晶体对称性的测定4 ）电子探针（EPMA ）利用聚焦的很细的电子束打在样品的微观 区域，激发出样品该区域的特征X射线。应用：微区毫米范围显微结构分析。纵坐标表示衍射强度，横坐标20表示衍射方向（衍射线在空间分 布的方位）2.From the OM （ Optics Microscope 光学显微镜） pictures of a kinds of steel and an ordinary piece of ch
11、ina ,you can derive what kinds of information ,please list that and make a short discussion.钢铁材料的显微组织根据含碳量的不同各有不同， 相同含碳量在不同温度下的组织也有所不同。含碳量为 0.77的钢称 为共析钢；含碳量低于0.77%的钢称为亚共析钢；含碳量为0.77 2.11的钢称为过共析钢；含碳量高于 2.11的称为铸铁。不同含碳 量和合金成分的钢或铸铁，其显微组织各不相同。同一成分的钢或铸 铁，经过不同的金属热处理后也具有不同的显微组织。不同的显微组 织具有不同的性能，因此钢铁可以通过热处理获得不
12、同的性能。钢铁 显微组织分析是研究钢铁和评定钢铁制品质量的重要手段。普通陶瓷材料经过光学显微镜观察表面有气孔、金相、玻璃相 4.How to link microstructure with processing?5.In your opinion ,how to deal with the solid state materials microstructure evolution is helpful to you work? 细晶强化：通过 细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，工业上将 通过细化晶粒以提高材料强度。方法：增加过冷度、变质处理、振动 与搅拌、对于冷变形的金属
13、可以通过控制变形度、退火温度来细化晶 粒。固溶强化：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增 大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与 硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的 现象称为固溶强化。加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升 高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在 塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和 纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后 与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。第二相强化： 复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相存在
14、。当第二 相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作 用，这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与 位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提高了合金的变形抗力。时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后 的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起 强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化，这一过程被称为时效。6.For a piece of Alumina ceramics（氧化铝陶瓷）,using which ways to get needed microstructure picture and from that to und
15、erstand its structure development ,property specialty and con trol factors ,etc.金相显微镜，扫描电镜观察组织形貌。电熔刚玉由于经过熔融工艺加工过程，因此一次晶体较大，一般 较烧结 a_A1203 大几倍甚至几百倍;硬度高;脆性大;晶体边界尖锐。烧 结 a-A1203 具有晶界圆滑及高硬度的特点，它的颗粒由大量细小微晶 团聚而成。由烧结法制备的 a_A1203 粉体，其显微结构随烧结温度、 添加剂、气氛等条件的改变而改变。Advice Reading 1.Considering standard china and
16、its process ing从毛坯到产品，陶瓷材料需要二次加工，但由于硬脆特性， 陶瓷的加工性比多属材料困难得多，因此需要开发优质高效的陶瓷加 工新工艺新技术。先进陶瓷的加工，涉及到陶瓷材料的性能，加工技 术，检测，连结和涂覆等许多方面。2.Discuss about the formation process of the tricalcium silicate（硅酸三钙）.3.Review about the iron-carbon phase and its application（7 个区域）.铁碳合金相图是研 究钢铁的重要理论基础，它反映了平衡状态下铁碳合金的成分、温度、 组织三者之间的关系。铁碳相图是制定各种热加工及热处理工艺的依 据，利用它还可以分析钢铁材料的性能，从而作为选材的理沦根据， 它是学习铁碳合金的一个重要工具。铁碳相图的应用可归纳为以下几个方面: 第一个方面（1.估算碳钢 和铸铁铸造熔化加热
